防止汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子大軸彎曲的措施

摘　要：針對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子大軸彎曲事故頻發(fā)的現(xiàn)狀，提出了防止轉(zhuǎn)子大軸彎曲的優(yōu)化措施，在切實(shí)掌握必要技術(shù)資料的基礎(chǔ)上，確保運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)良好，防止誤操作，可有效地防止汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)子大軸彎曲事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；轉(zhuǎn)子大軸；防止措施

引言

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子大軸永久性彎曲是重大惡性事故，近年來相繼發(fā)生了金竹山公司“8.23”轉(zhuǎn)子彎曲事故、淮北電廠“1.9”轉(zhuǎn)子彎曲事故及高井熱電廠“1.8”轉(zhuǎn)子彎曲等多起事故。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子大軸彎曲后的校正耗費(fèi)大量人力、物力，且停機(jī)修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，會(huì)影響轉(zhuǎn)子壽命，甚至可能導(dǎo)致報(bào)廢，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，防止汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲一直以來都備受重視，但是汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子彎曲事故還時(shí)有發(fā)生。

大唐洛陽熱電廠5號(hào)機(jī)組為CN300-16.7/537/537型亞臨界、一次中間再熱、單軸雙缸雙排汽、單抽供熱式汽輪機(jī)。汽輪機(jī)本體為高中壓缸及低壓缸兩部分。高中壓缸由合金鋼鑄造，采用雙層缸結(jié)構(gòu)，通流部分反向布置。主蒸汽及再熱蒸汽進(jìn)汽部分集中在高中壓缸中部，是整個(gè)機(jī)組工作溫度Z高的部位。5號(hào)機(jī)組于2006年12月進(jìn)行168試運(yùn)時(shí)，由于諸多原因，造成汽溫、汽壓大幅度波動(dòng)，且超過緊急停機(jī)值沒有果斷停機(jī)，引起轉(zhuǎn)子大軸彎曲的事故。在這次滑參數(shù)停機(jī)過程中，特別是在鍋爐燃燒不穩(wěn)，主再熱蒸汽汽溫出現(xiàn)失控時(shí)，主蒸汽溫度幾分鐘內(nèi)由328 ℃下降至272 ℃，下降了56 ℃，已符合汽輪機(jī)事故處理中緊急停機(jī)的條件，而運(yùn)行人員沒有及時(shí)果斷緊急停機(jī)。當(dāng)主汽壓力將至4.2 Mpa 時(shí)，對(duì)應(yīng)的飽和溫度為253 ℃，這時(shí)主蒸汽溫度只有272℃，過熱度僅有19 ℃，按規(guī)程規(guī)定過熱度應(yīng)大于50 ℃，低溫蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后，汽缸本體收縮變形，發(fā)生動(dòng)靜碰磨，導(dǎo)致汽輪機(jī)大軸輕微彎曲，對(duì)機(jī)組及時(shí)投運(yùn)造成了一定的影響。針對(duì)此類事故，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際總結(jié)了防止汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子大軸彎曲的相關(guān)措施。

1、全面地掌握基礎(chǔ)資料

只有對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子正常狀態(tài)下的基礎(chǔ)資料有全面地掌握，才能夠及早地發(fā)現(xiàn)發(fā)生轉(zhuǎn)子彎曲事故，及時(shí)地采取措施防止事故擴(kuò)大。以下基礎(chǔ)資料是必須詳細(xì)掌握的。

（1）掌握汽輪機(jī)組基礎(chǔ)技術(shù)資料。

①轉(zhuǎn)子原始彎曲的Z大晃動(dòng)值(雙振幅值)，Z大彎曲點(diǎn)的軸向位置及圓周方向的相位。大軸彎曲表測(cè)點(diǎn)安裝處轉(zhuǎn)子的原始晃動(dòng)值(雙振幅值)及Z高點(diǎn)在圓周方向上的相位。

②正常情況下，機(jī)組軸系通過各臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，各軸承的過臨界振動(dòng)值及低于臨界轉(zhuǎn)速和定速后的振動(dòng)值。

③正常情況下，盤車電流及其擺動(dòng)值和對(duì)應(yīng)的潤(rùn)滑油油溫、頂軸油壓。

④正常停機(jī)的惰走曲線及對(duì)應(yīng)的真空值、頂軸油泵開啟時(shí)間、頂軸油壓；破壞真空停機(jī)的惰走曲線。

⑤停機(jī)后正常情況下，汽缸各主要金屬溫度的下降曲線。

⑥通流部分軸向間隙，徑向間隙數(shù)值。

以上資料數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)機(jī)組情況，特別是大修后，進(jìn)行核對(duì)與修訂。

（2） 制定典型啟動(dòng)和停機(jī)曲線。

應(yīng)根據(jù)汽輪機(jī)設(shè)備制造廠的規(guī)定和同類型機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，制定出機(jī)組各狀態(tài)下的典型啟動(dòng)曲線和停機(jī)曲線，經(jīng)實(shí)踐后納入運(yùn)行規(guī)程。

（3） 建立完善的機(jī)組啟停記錄。

停機(jī)后應(yīng)定時(shí)記錄汽缸各金屬溫度、大軸彎曲、盤車電流、膨脹、差脹等數(shù)值，直到機(jī)組下次熱態(tài)啟動(dòng)或汽缸金屬溫度低于150℃為止。

（4）系統(tǒng)進(jìn)行改造、運(yùn)行規(guī)程中尚未作具體規(guī)定的重要運(yùn)行操作或試驗(yàn)，必須預(yù)先制定安全技術(shù)措施，經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)后再執(zhí)行。

2、確保設(shè)備處于良好狀態(tài)

汽輪機(jī)系統(tǒng)處于良好的工作狀態(tài)，特別是對(duì)于老機(jī)組，是防止大軸彎曲的必要保障。

（1）保持汽缸保溫性能良好。

采用保溫性能良好的保溫材料，切實(shí)可靠的施工工藝(如粘貼法等)，保證保溫材料與下汽缸不發(fā)生脫空現(xiàn)象，保溫應(yīng)保證機(jī)組停機(jī)后，上下缸溫差不超過35℃，Z大不許超過50℃。

（2） 疏水系統(tǒng)保證疏水暢通。

疏水系統(tǒng)應(yīng)能保證疏水暢通不會(huì)向汽缸返水、返汽。特別應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①疏水聯(lián)箱或疏水?dāng)U容器的標(biāo)高應(yīng)高于凝汽器熱井Z高點(diǎn)的標(biāo)高。②疏水管應(yīng)按壓力順序接人聯(lián)箱或擴(kuò)容器，并向低壓側(cè)傾斜45℃；③疏水聯(lián)箱和疏水?dāng)U容器的聯(lián)接方式和尺寸應(yīng)保證疏水門全開時(shí)，聯(lián)箱或擴(kuò)容器內(nèi)壓力仍低于各疏水管路上的Z低壓力；④防腐排汽管的管徑應(yīng)足夠大；⑤汽缸本體疏水應(yīng)直接接人凝汽器或疏水?dāng)U容器上部。

（3） 防止其他系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原因造成汽機(jī)進(jìn)水、進(jìn)冷汽。

軸封系統(tǒng)和門桿漏氣系統(tǒng)都存在向汽機(jī)進(jìn)水、進(jìn)冷氣的隱患。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①調(diào)節(jié)汽閥漏汽至除氧器的管路上應(yīng)裝逆止閥和截止門；②軸封系統(tǒng)應(yīng)有可靠的備用汽源軸封管路疏水系統(tǒng)，應(yīng)有可靠的防止水和冷汽進(jìn)人軸封管路的措施；③梳齒型汽封雖然解決了?封片倒伏的問題，但依然會(huì)發(fā)生徑向碰摩，增加彎曲的危險(xiǎn)，為安全起見，應(yīng)將汽封下部間隙適當(dāng)放大。

（4） 汽輪機(jī)監(jiān)測(cè)儀表準(zhǔn)確可靠。

汽機(jī)監(jiān)測(cè)儀表是預(yù)防和判斷大軸彎曲的重要手段，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①汽輪機(jī)組監(jiān)測(cè)儀表必須完好、準(zhǔn)確，并應(yīng)定期進(jìn)行校驗(yàn)；②電氣大軸彎曲表不夠準(zhǔn)確可靠，必須加裝機(jī)械式大軸彎曲表，大軸彎曲值應(yīng)以機(jī)械式大軸彎曲表為準(zhǔn)，未加裝機(jī)械式大軸彎曲表不得啟動(dòng)；③在汽缸容易進(jìn)水的斷面(如調(diào)節(jié)級(jí))，應(yīng)加裝進(jìn)水檢測(cè)溫度熱電偶，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽缸進(jìn)水、進(jìn)冷氣。

3、防止運(yùn)行中的誤操作

運(yùn)行過程中準(zhǔn)確無誤地操作，不僅是防止大軸彎曲Z為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，而且可及時(shí)發(fā)現(xiàn)由于其他原因造成的大軸彈性彎曲，避免事故的擴(kuò)大。在已發(fā)生的大軸彎曲事故中，運(yùn)行操作失誤往往是主要原因。以下為運(yùn)行操作中需要注意問題：

（1）汽機(jī)沖轉(zhuǎn)前必須符合以下條件，否則不允許啟動(dòng)：

①大軸晃動(dòng)值不得超過原始值±0.02mm。

②汽缸上、下缸溫差不超過50℃。

③主蒸汽溫度至少高于汽缸Z高金屬溫度50℃，但不超過額定氣溫。蒸汽過熱度不低于50℃。

④轉(zhuǎn)子應(yīng)進(jìn)行充分連續(xù)盤車，一般不少于2-4 小時(shí)，短時(shí)間停止也是不允許的。

（2）在機(jī)組啟動(dòng)升速過程中，在階臨界轉(zhuǎn)速前，軸承振動(dòng)超過0.03mm時(shí)，應(yīng)立即打閘停機(jī)。過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，軸承振動(dòng)超過0.1mm時(shí)，應(yīng)立即打閘停機(jī)。嚴(yán)禁硬闖臨界轉(zhuǎn)速和降速暖機(jī)。正常運(yùn)行時(shí)，軸承振動(dòng)一般不應(yīng)超過0.03mm，超過0.05mm時(shí)，應(yīng)設(shè)法消除。當(dāng)軸承振動(dòng)突然增加到0.05mm時(shí)，應(yīng)立即打閘停機(jī)。因振動(dòng)異常而停機(jī)后，必須經(jīng)全面檢查確認(rèn)機(jī)組已恢復(fù)正常狀態(tài)，并盤車不少于4小時(shí)后，才能再次啟動(dòng)，嚴(yán)禁盲目再次啟動(dòng)。

（3）啟動(dòng)前應(yīng)檢查停機(jī)記錄，并與正常曲線比較。在熱態(tài)啟動(dòng)中，應(yīng)先向軸封供汽，后拉真空，軸封供汽管路在供汽前必須充分暖管與疏水，防止水或冷氣從汽封進(jìn)入汽輪機(jī)。

（4）機(jī)組啟動(dòng)過程和停止及變工況運(yùn)右過程中，應(yīng)按照規(guī)定的曲線控制蒸汽參數(shù)的變化。主蒸汽溫度的變化率和汽缸金屬溫度的變化率不得大于規(guī)程規(guī)定。主蒸汽要保持一定的過熱度，要避免汽溫大幅度直線變化。當(dāng)10分鐘內(nèi)汽溫上升或下降達(dá)50℃時(shí)，應(yīng)立即打閘停機(jī)。當(dāng)主蒸汽汽溫過熱度過低時(shí)，調(diào)速汽門的大幅度擺動(dòng)，有可能引起汽輪機(jī)一定程度的水擊，此時(shí)應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視機(jī)組振動(dòng)、脹差、軸向位移的參數(shù)，如有異常應(yīng)立即打閘停機(jī)。疏水系統(tǒng)投入時(shí)，應(yīng)注意保持凝汽器熱井水位，使之始終低于疏水聯(lián)箱或疏水?dāng)U容器的標(biāo)高。

（5）停機(jī)后，應(yīng)投入連續(xù)盤車，注意比較盤車電流值、擺動(dòng)值與典型正常值。如有動(dòng)靜摩擦，則不能投人連續(xù)盤車，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作間斷盤車。待摩擦基本消除后，方可投入連續(xù)盤車。因故暫時(shí)停止盤車時(shí)，持續(xù)時(shí)間不應(yīng)超過半個(gè)小時(shí)，每半小時(shí)應(yīng)盤車180°。不超過半小時(shí)，也應(yīng)視情況先盤車180°，待轉(zhuǎn)子熱彎曲消失后，再投入連續(xù)盤車。機(jī)組停機(jī)后應(yīng)注意監(jiān)視凝汽器水位，防止凝汽器滿水而造成冷水進(jìn)入汽輪機(jī)。

（6）熱態(tài)情況下，一般不允許鍋爐打水壓，如遇特殊情況需要打水壓時(shí)，應(yīng)采取有效措施防止水漏入汽輪機(jī)。

（7）運(yùn)行規(guī)程中，未作具體規(guī)定的重要特殊運(yùn)行操作或試驗(yàn)(例如汽機(jī)甩負(fù)荷試驗(yàn)，RB試驗(yàn))，必須事先制定出技術(shù)措施，經(jīng)審核批準(zhǔn)后執(zhí)行。

4、結(jié)束語

針對(duì)轉(zhuǎn)子大軸彎曲事故，在熱電廠生產(chǎn)運(yùn)行過程中，嚴(yán)格要求生產(chǎn)運(yùn)行人員切實(shí)掌握必要的基礎(chǔ)技術(shù)資料，做好基礎(chǔ)技術(shù)工作；同時(shí)保持設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)良好，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理；防止運(yùn)行過程中誤操作，有效地防止汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)子大軸彎曲事故的發(fā)生。

（來源：網(wǎng)絡(luò)）